オーストラリア発・環境配慮型ペロブスカイト太陽電池が効率記録を更新 - NewsTomo

オーストラリアの研究チームが、環境に優しいペロブスカイト太陽電池で世界トップクラスの効率を達成しました。再生可能エネルギー技術の次の一手となりうる重要なニュースです。

環境配慮型ペロブスカイトが効率記録を更新

クイーンズランド大学は水曜日の発表で、同大学の科学者チームがスズハライド・ペロブスカイト（Tin Halide Perovskite、以下 THP）太陽電池で、認証効率16.65％を達成したと明らかにしました。これは、THP太陽電池としては従来の世界最高記録をおよそ1ポイント上回る数値です。

研究チームを率いるWang Lianzhou氏は、この成果について「一見すると小さな数字の差に見えるが、徐々にしか進まないことが多いこの分野では巨大な飛躍だ」と語っています。今回のTHPセルは、多くの市販シリコン太陽電池に匹敵する効率を持ちながら、より安価で高速、かつ持続可能な製造プロセスにつながる可能性があるといいます。

達成効率：16.65％（THPとして世界最高レベル）
特徴：高効率と環境配慮を両立
期待される効果：コスト削減と再生可能エネルギー普及の加速

スズを使う新世代ペロブスカイトTHPとは

ペロブスカイト太陽電池は、高効率と低コストが期待される次世代の太陽電池として世界的に注目されてきましたが、多くの材料系では有害な鉛が使われている点が課題でした。今回のTHPは、この鉛をスズに置き換えたタイプです。

研究チームの一員であるHe Dongxu氏は、THPの持続可能性について強調し、従来のペロブスカイトに広く使われてきた毒性のある鉛の代わりに、より安全なスズを用いることで、住宅用など生活空間への導入に一層適した技術になると説明しています。

セシウムイオンで結晶欠陥を抑え、効率を底上げ

スズ系ペロブスカイトは環境面での利点がある一方で、これまで効率が伸び悩んできました。その大きな理由の一つが、結晶膜の品質の低さです。欠陥が多い結晶膜では、光から取り出せる電気が失われてしまいます。

今回の研究では、Chen Peng氏らがセシウムイオンを取り入れることで、結晶膜の構造を改善し、欠陥を減らすことに成功しました。その結果、THPセルの性能が大きく向上し、16.65％という記録的な効率につながったとされています。

この研究は、クイーンズランド大学の化学工学科と、バイオ工学・ナノテクノロジーの研究機関であるAustralian Institute for Bioengineering and Nanotechnologyの共同プロジェクトとして進められました。材料科学、化学工学、ナノテクノロジーが連携した成果といえます。

家庭用から電動航空機まで広がる応用の可能性

Wang氏は、改良されたTHP太陽電池は屋外の屋根だけでなく、屋内の窓や壁面など家庭用のさまざまな用途にとって理想的な選択肢になりうると述べています。軽量かつ柔軟な基板に載せやすいペロブスカイト太陽電池は、従来のシリコンパネルでは難しかった場所にも設置できる可能性があるためです。

さらに、同氏は将来的な応用例として、電動航空機をはじめとする新しいモビリティ分野への展開にも言及しています。軽量で高効率な太陽電池が実用化されれば、機体の表面を発電面として活用するなど、これまでにない設計も視野に入ります。まさに「空が限界」と言えるほど応用の幅は広がりつつあります。

日本のエネルギー転換に示唆するもの

今回の成果はオーストラリア発のニュースですが、再生可能エネルギーの拡大を目指す日本にとっても示唆に富むものです。環境負荷の低い材料を使いながら、シリコン太陽電池に並ぶ効率を実現する技術は、住宅の屋根、ビルの外壁、小型機器の電源など、多様な場面での導入を後押しする可能性があります。

今後の注目ポイントとしては、次のような点が挙げられます。

効率のさらなる向上と長期耐久性の検証
量産プロセスやコスト面での実用化ロードマップ
住宅やモビリティ分野での実証プロジェクトの動き

ペロブスカイト太陽電池は、世界各地で研究競争が進む次世代技術です。そのなかで、環境配慮と高効率を両立するスズ系ペロブスカイトTHPのブレークスルーは、国際ニュースとしても注目に値します。今後の続報に注視しつつ、日本のエネルギー転換をどう支えていく技術になりうるのか、自分ごととして考えてみるタイミングと言えそうです。